JP6844971B2 - Grinding device - Google Patents
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Description
本発明は、板状ワークの厚みを測定しながら研削する研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding device that grinds while measuring the thickness of a plate-shaped workpiece.
研削装置として、非接触式の厚み測定器を用いて板状ワークの厚みを測定しながら研削するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。非接触式の厚み測定器は、赤外レーザー光等の測定光を板状ワークに照射し、板状ワークの上下面からの反射光に基づいて板状ワークの厚みを測定している。板状ワークの上面には厚み測定器から水が供給され、測定光が研削水の噴霧(飛沫)で遮光されないように厚み測定器と板状ワークの間が水で封止されている。測定光が水層を透過して板状ワークに照射されることで、板状ワークの厚みが精度よく測定される。 As a grinding device, a non-contact type thickness measuring device is known to grind while measuring the thickness of a plate-shaped workpiece (see, for example, Patent Document 1). The non-contact type thickness measuring device irradiates the plate-shaped work with measurement light such as infrared laser light, and measures the thickness of the plate-shaped work based on the reflected light from the upper and lower surfaces of the plate-shaped work. Water is supplied from the thickness measuring instrument to the upper surface of the plate-shaped work, and the space between the thickness measuring instrument and the plate-shaped work is sealed with water so that the measurement light is not blocked by the spray (spray) of the grinding water. By irradiating the plate-shaped work with the measurement light through the water layer, the thickness of the plate-shaped work is measured with high accuracy.
ところで、板状ワークとして表面に樹脂層が形成されたものがあり、樹脂層を研削する際に樹脂層の厚みを測定したいという要望がある。しかしながら、樹脂と水が近い屈折率であるため、樹脂層と水の界面で測定光が適切に反射されず、樹脂層の上下面からの反射光を受光することができない。また、研削加工時の研削砥石の高速回転時には研削水の噴霧が飛び散り易く、研削砥石の低速回転時には研削水の噴霧が飛び散り難い。したがって、噴霧の影響が少ない低速回転時には、厚み測定器と板状ワークの間を水で満たしながら板状ワークの厚みを測定する必要がない。 By the way, some plate-shaped workpieces have a resin layer formed on the surface, and there is a desire to measure the thickness of the resin layer when grinding the resin layer. However, since the refractive index of the resin and water are close to each other, the measurement light is not properly reflected at the interface between the resin layer and the water, and the reflected light from the upper and lower surfaces of the resin layer cannot be received. Further, when the grinding wheel is rotated at a high speed during grinding, the spray of grinding water is likely to be scattered, and when the grinding wheel is rotated at a low speed, the spray of grinding water is unlikely to be scattered. Therefore, it is not necessary to measure the thickness of the plate-shaped work while filling the space between the thickness measuring device and the plate-shaped work with water at the time of low-speed rotation where the influence of spraying is small.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、研削加工条件に応じて板状ワークの厚みを適切に測定することができる研削装置を提供することを目的の1つとする。 The present invention has been made in view of the above points, and one of the objects of the present invention is to provide a grinding apparatus capable of appropriately measuring the thickness of a plate-shaped workpiece according to the grinding processing conditions.
本発明の一態様の研削装置は、一層又は上層と下層の二層からなる板状ワークを保持する保持テーブルと、保持テーブルが保持した板状ワークを研削砥石で研削する研削手段と、研削手段で研削される板状ワークに測定光を照射させ板状ワークの上面で反射した第1の反射光と上面を通過した測定光が一層の下面又は上層と下層との界面で反射した第2の反射光とを受光して第1の反射光と第2の反射光との光路差から板状ワークの厚み又は上層の厚みを測定する非接触厚み測定器と、を備える研削装置であって、非接触厚み測定器は、測定光と第1の反射光と第2の反射光とを透過するカバーガラスと、カバーガラスと保持テーブルが保持する板状ワークとの間に形成する測定光保護部、とを備え、測定光保護部は、保持テーブルが保持した板状ワークとカバーガラスとの間を流体で満たす開口を有するケースと、ケースに供給する流体を水とエアとに切り換え可能な切換部とを備え、一層で形成された板状ワークの場合は、板状ワークの上面とカバーガラスの下面との間を水で満たし水層を形成させ、板状ワークの厚みを測定しながら研削し、二層で形成された板状ワークの場合は、板状ワークの上面とカバーガラスの下面との間をエアで満たしエア層を形成させ、上層の厚みを測定しながら研削する。 The grinding apparatus according to one aspect of the present invention includes a holding table for holding a plate-shaped work composed of one layer or two layers of an upper layer and a lower layer, a grinding means for grinding the plate-shaped work held by the holding table with a grinding wheel, and a grinding means. The plate-shaped work ground in the above is irradiated with the measurement light, and the first reflected light reflected on the upper surface of the plate-shaped work and the measurement light passing through the upper surface are reflected at the lower surface of one layer or the interface between the upper layer and the lower layer . the reflected light to a grinding apparatus and a non-contact thickness gauge for measuring the thickness or the upper layer of the thickness of the plate-shaped workpiece from the optical path difference between the first reflected light and second reflected light received, The non-contact thickness measuring instrument is a measurement light protection unit formed between a cover glass that transmits the measurement light, the first reflected light, and the second reflected light, and the plate-shaped work held by the cover glass and the holding table. The measurement light protection unit can switch between a case having an opening filled with fluid between the plate-shaped work held by the holding table and the cover glass, and water and air to supply the fluid to the case. In the case of a plate-shaped work having a portion and formed of one layer, the space between the upper surface of the plate-shaped work and the lower surface of the cover glass is filled with water to form an aqueous layer, and grinding is performed while measuring the thickness of the plate-shaped work. In the case of a plate-shaped work formed of two layers, the space between the upper surface of the plate-shaped work and the lower surface of the cover glass is filled with air to form an air layer, and grinding is performed while measuring the thickness of the upper layer .
この構成によれば、ケースには水又はエアが供給されて、カバーガラスと板状ワークの間に水層又はエア層が形成されている。非接触厚み測定器からの測定光がカバーガラスを透過し、水層又はエア層を通って板状ワークに照射される。測定光の光路が水層又はエア層によって保護されているため、研削水の噴霧によって測定光が遮られることがない。このとき、ケースに供給される流体が水又はエアに切り替え可能であるため、カバーガラスと板状ワークの間が研削加工条件に適した流体で満たすことができる。例えば、板状ワークの上面の屈折率が水に近い場合にはケースにエアが供給され、板状ワークの屈折率が水と十分に離れている場合にはケースに水が供給される。また、噴霧の影響が少ない状況ではケースにエアが供給され、噴霧の影響が大きな状況ではケースに水が供給される。 According to this configuration, water or air is supplied to the case, and an aqueous layer or an air layer is formed between the cover glass and the plate-shaped work. The measurement light from the non-contact thickness measuring device passes through the cover glass and irradiates the plate-shaped work through the aqueous layer or the air layer. Since the optical path of the measurement light is protected by the water layer or the air layer, the measurement light is not blocked by the spray of the grinding water. At this time, since the fluid supplied to the case can be switched to water or air, the space between the cover glass and the plate-shaped work can be filled with a fluid suitable for the grinding process conditions. For example, when the refractive index of the upper surface of the plate-shaped work is close to water, air is supplied to the case, and when the refractive index of the plate-shaped work is sufficiently distant from water, water is supplied to the case. In addition, air is supplied to the case when the influence of spraying is small, and water is supplied to the case when the influence of spraying is large.
本発明によれば、ワークの種類や研削加工時の回転速度等の研削加工条件に応じて、カバーガラスと板状ワークの間の流体を水とエアで切り替えることで、板状ワークの厚みを適切に測定することができる。 According to the present invention, the thickness of the plate-shaped work can be increased by switching the fluid between the cover glass and the plate-shaped work between water and air according to the grinding processing conditions such as the type of the work and the rotation speed at the time of grinding. It can be measured appropriately.
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の研削装置について説明する。図1は、本実施の形態の研削装置の斜視図である。図2は、比較例の非接触厚み測定器による厚み測定の説明図である。また、研削装置は、図1に示すように研削加工専用の装置構成に限定されず、例えば、研削加工、研磨加工、洗浄加工等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。 Hereinafter, the grinding apparatus of this embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of the grinding apparatus of the present embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of thickness measurement by a non-contact thickness measuring device of a comparative example. Further, the grinding device is not limited to the device configuration dedicated to grinding as shown in FIG. 1, and for example, a fully automatic type machining in which a series of machining such as grinding, polishing, and cleaning is performed fully automatically. It may be incorporated into the device.
図1に示すように、研削装置1は、多数の研削砥石47を環状に並べた研削ホイール46を用いて、保持テーブル20に保持された板状ワークWを研削するように構成されている。板状ワークWは保護テープTが貼着された状態で研削装置1に搬入され、保護テープTを介して保持テーブル20に保持される。なお、板状ワークWは、研削対象となる板状部材であればよく、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウエーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の光デバイスウエーハでもよいし、デバイスパターン形成前のアズスライスウエーハでもよい。
As shown in FIG. 1, the grinding apparatus 1 is configured to grind the plate-shaped work W held on the holding table 20 by using a grinding
研削装置1の基台10の上面には、X軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口は保持テーブル20と共に移動可能な移動板11及び蛇腹状の防水カバー12に覆われている。防水カバー12の下方には、保持テーブル20をX軸方向に移動させるボールねじ式の進退手段(不図示)が設けられている。保持テーブル20は回転手段(不図示)に連結されており、回転手段の駆動によって回転可能に構成されている。また、保持テーブル20の上面には、多孔質のポーラス材によって板状ワークWを吸引保持する保持面21が形成されている。
A rectangular opening extending in the X-axis direction is formed on the upper surface of the
基台10上のコラム15には、研削手段40を保持テーブル20に対して接近及び離反させる方向(Z軸方向)に研削送りする研削送り手段30が設けられている。研削送り手段30は、コラム15に配置されたZ軸方向に平行な一対のガイドレール31と、一対のガイドレール31にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル32とを有している。Z軸テーブル32の背面側には図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ33が螺合されている。ボールネジ33の一端部に連結された駆動モータ34によりボールネジ33が回転駆動されることで、研削手段40がガイドレール31に沿ってZ軸方向に移動される。
The
研削手段40は、ハウジング41を介してZ軸テーブル32の前面に取り付けられており、スピンドルユニット42で研削ホイール46を中心軸回りに回転させるように構成されている。スピンドルユニット42は、いわゆるエアスピンドルであり、ケーシング43の内側で高圧エアを介してスピンドル軸44を回転可能に支持している。スピンドル軸44の先端にはマウント45が連結されており、マウント45には多数の研削砥石47が環状に配設された研削ホイール46が装着されている。研削砥石47は、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めて形成されている。
The grinding means 40 is attached to the front surface of the Z-axis table 32 via the
研削手段40の高さ位置は、リニアスケール51によって測定されている。リニアスケール51は、Z軸テーブル32に設けた読取部52でガイドレール31の表面に設けたスケール部53の目盛りを読み取ることで、研削手段40の高さ位置を測定している。基台10の上面には、アーム56を介して板状ワークWの厚みを測定する非接触厚み測定器60が片持ちで支持されている。非接触厚み測定器60は、板状ワークWに赤外レーザー光等の測定光を照射させ、板状ワークWの上面及び界面の反射光の光路差から厚みを測定している。なお、非接触厚み測定器60の詳細構成については後述する。
The height position of the grinding means 40 is measured by the
また、研削装置1には、装置各部を統括制御する制御手段90が設けられている。制御手段90は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。この研削装置1では、研削ホイール46に配設された研削砥石47を板状ワークWの上面に押し付けながら回転させることで板状ワークWが所定厚みまで薄化される。このとき、研削手段40は、リニアスケール51及び非接触厚み測定器60の測定結果に基づいて制御手段90によって研削送り量が制御される。
Further, the grinding device 1 is provided with a control means 90 that controls each part of the device in an integrated manner. The control means 90 is composed of a processor, a memory, and the like that execute various processes. The memory is composed of one or a plurality of storage media such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory) depending on the intended use. In this grinding device 1, the plate-shaped work W is thinned to a predetermined thickness by rotating the grinding
ところで、図2Aに示すように、比較例の非接触厚み測定器95では、研削加工中に飛び散った研削水の噴霧で測定光が遮光されないように、非接触厚み測定器95と板状ワークWの間が水で封止されている。板状ワークWとしてシリコンウエーハW1が研削される場合には、非接触厚み測定器95とシリコンウエーハW1の間の水層内を測定光が透過されるため、研削水の噴霧によって測定光の光路が遮られることがない。よって、シリコンウエーハW1の上面と下面からの反射光によってシリコンウエーハW1の厚みを精度よく測定しながら、シリコンウエーハW1を研削することができる。
By the way, as shown in FIG. 2A, in the non-contact
しかしながら、図2Bに示すように、板状ワークWとしてシリコンウエーハW1の上面に樹脂層W2が形成されている場合には、非接触厚み測定器95と樹脂層W2の間が水で封止されると、樹脂層W2の厚みを測定することができない。これは、樹脂の屈折率(1.4から1.5)と水の屈折率(1.33)とが近いため、水と樹脂の界面(樹脂層W2の上面)で測定光が適切に反射しないためである。非接触厚み測定器95と板状ワークWの間の水層で研削水の噴霧から測定光の光路を保護することができるものの、樹脂層W2の上面で測定光が適切に反射しないため、樹脂層W2の厚みを測定しながら研削することができない。
However, as shown in FIG. 2B, when the resin layer W2 is formed on the upper surface of the silicon wafer W1 as the plate-shaped work W, the space between the non-contact
また、板状ワークWとしてシリコンウエーハW1を研削する場合(図2A参照)、研削ホイール46(図1参照)の高速回転時には研削水の噴霧が飛び散り易いが、研削ホイール46の低速回転時には研削水の噴霧が飛び散り難い。このため、研削水の噴霧が飛び散り難い場合には、非接触厚み測定器95と板状ワークWの間を水で封止せずに測定した方が非接触厚み測定器95による測定精度が高くなる。そこで、本実施の形態の非接触厚み測定器60(図3参照)では、非接触厚み測定器60と板状ワークWの間の流体を水とエアで切り替え可能にして、板状ワークWの種類や研削ホイール46の回転速度等の研削加工条件に適した厚み測定を実施するようにしている。
Further, when grinding the silicon wafer W1 as the plate-shaped workpiece W (see FIG. 2A), the spray of grinding water tends to scatter at high speed rotation of the grinding wheel 46 (see FIG. 1), but the grinding water is easily scattered at low speed rotation of the
以下、図3及び図4を参照して、本実施の形態の非接触厚み測定器について説明する。図3は、本実施の形態の非接触厚み測定器の断面模式図である。図4は、本実施の形態の流体の供給経路の模式図である。 Hereinafter, the non-contact thickness measuring device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the non-contact thickness measuring instrument of the present embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram of the fluid supply path of the present embodiment.
図3に示すように、非接触厚み測定器60は、板状ワークWの上面に流体を供給しながら、測定器本体61の内部から流体層を透過するように板状ワークWに向けて測定光を照射して、板状ワークWの厚みを測定するように構成されている。測定器本体61の内部には、発光部62、ハーフミラー63、受光部64が収容されており、これらの部材によって測定光の光路が形成されている。測定器本体61の下面には、測定光及び反射光の出入口となるカバーガラス65が設けられており、カバーガラス65によって測定器本体61の内側と外側が液密に仕切られている。
As shown in FIG. 3, the non-contact
測定器本体61には、カバーガラス65と板状ワークWとの間で測定光を保護する測定光保護部70が設けられている。測定光保護部70は、測定器本体61の下部で流体を貯留するケース71と、ケース71に供給する流体を水とエアとに切り替える切換部75とを有している。ケース71の側面には水供給源76及びエア供給源77に接続された供給口72が形成されており、ケース71の下面にはケース71に供給された水やエア等の流体を板状ワークWの上面に排出する開口73が形成されている。ケース71によって板状ワークWとカバーガラス65の間が流体で満たされて、研削水の噴霧から測定光の光路が保護される。
The measuring instrument
非接触厚み測定器60では、切換部75によってケース71の供給口72の接続先が水供給源76及びエア供給源77に切り替えられる。例えば、板状ワークWがシリコンウエーハW1の場合には(図5A参照)、供給口72の接続先が水供給源76に切り替えられてカバーガラス65と板状ワークWの間に水が供給される。また、板状ワークWの上面に水と屈折率が近い樹脂層W2が形成されている場合には(図5B参照)、供給口72の接続先がエア供給源77に切り替えられてカバーガラス65と板状ワークWの間にエアが供給される。このように、板状ワークWの上面の材質(屈折率)に応じて流体が水とエアに切り替えられる。
In the non-contact
ここで、水とエアでは屈折率が違うことから、非接触厚み測定器60の焦点距離を変更する必要がある。このため、水とエアを切り替える際には、カバーガラス65と板状ワークWとの間の設定距離が調整される。例えば、水の屈折率を1.33、エアの屈折率を約1.00とし、水で厚み測定する際の設定距離a(図5A参照)を基準にして、エアで厚み測定する際の設定距離b(図5B参照)は、以下の式(1)のように表される。
式(1)
b=a/1.33
Here, since the refractive indexes of water and air are different, it is necessary to change the focal length of the non-contact
Equation (1)
b = a / 1.33
このように、屈折率に応じて設定距離を調整することで、水とエアの屈折率による測定結果の誤差が補正される。同一の測定対象を測定する際には、この補正によって水とエアを切り替えて測定しても同じ厚みが測定される。なお、非接触厚み測定器60と板状ワークWの間にエア層が形成される場合には、エア層によって測定光の光路が保護されているが、研削水の噴霧を完全に防ぐことができない場合がある。エア層内に噴霧が入り込むと実際の厚みよりも厚めに測定されるため、エア層内の噴霧の割合を予測して測定結果を補正するようにしてもよい。
By adjusting the set distance according to the refractive index in this way, the error in the measurement result due to the refractive index of water and air is corrected. When measuring the same measurement target, the same thickness is measured even if water and air are switched and measured by this correction. When an air layer is formed between the non-contact
この非接触厚み測定器60では、発光部62から出射された測定光がカバーガラス65を透過し、カバーガラス65と板状ワークWの間の流体を通って板状ワークWに照射される。このとき、板状ワークWの上面と屈折率が大きく異なる流体を選択することで、測定光が板状ワークWの上面で第1の反射光として反射され、上面を透過した測定光が板状ワークWの界面で第2の反射光として反射される。第1、第2の反射光は、再びカバーガラス65を透過してハーフミラー63で受光部64に向けて反射される。そして、受光部64で第1、第2の反射光の光路差から板状ワークWの厚みが測定される。
In the non-contact
また、カバーガラス65と板状ワークWの間で測定光の光路が流体によって保護されているため、研削水の噴霧の影響を受けることなく板状ワークWの厚みを測定することが可能になっている。なお、板状ワークWの種類に応じて流体を水とエアに切り替える構成に限らず、研削ホイール46(図1参照)の回転速度に応じて流体を水とエアで切り替える構成にしてもよい。
Further, since the optical path of the measurement light is protected by the fluid between the
図4に示すように、非接触厚み測定器60のケース71の供給口72には、第1の流路81を通じて水供給源76から水が供給され、第2の流路82を通じてエア供給源77からエアが供給されている。第1の流路81の途中部分には水層形成バルブ84及び水層用の第1の絞り弁85が設けられており、第2の流路82の途中部分にはエア層形成バルブ86及びエア層用の第2の絞り弁87が設けられている。また、第2の流路82には第2の絞り弁87を迂回するようにバイパス流路83が接続されており、バイパス流路83には乾燥用の第3の絞り弁88及び乾燥エアバルブ89が設けられている。
As shown in FIG. 4, water is supplied from the
水層形成バルブ84、エア層形成バルブ86、乾燥エアバルブ89には制御手段90が電気的に接続され、制御手段90によってバルブが開閉されることでケース71に供給する流体が水とエアで切り替えられる。このように、水層形成バルブ84、エア層形成バルブ86、乾燥エアバルブ89によって切換部75が構成されている。水層形成バルブ84が開かれて、エア層形成バルブ86が閉じられると、水供給源76からの水が第1の絞り弁85で所定水量(1〜2[l/min])に絞られてケース71に供給される。これにより、カバーガラス65と板状ワークWの間に水層が形成され、水層によって研削時の噴霧等から測定光の光路が保護される。
A control means 90 is electrically connected to the water
水層形成バルブ84が閉じられた状態で、エア層形成バルブ86が開かれて、乾燥エアバルブ89が閉じられると、エア供給源77からのエアが第2の絞り弁87で所定エア量(4〜5[l/min])に絞られてケース71に供給される。これにより、カバーガラス65と板状ワークWの間にエア層が形成され、エア層によって研削時の噴霧等から測定光の光路が保護される。なお、第1、第2の絞り弁85、87は、カバーガラス65と板状ワークWの間隔によっても異なるが、カバーガラス65と板状ワークWの間を水やエアで満たすことができる程度の流量に調整可能であればよい。
When the air
また、水層形成バルブ84が閉じられた状態で、エア層形成バルブ86及び乾燥エアバルブ89が開かれると、エア供給源77からのエアが第2の絞り弁87を迂回してバイパス流路83に流れ込む。これは、第2の流路82の第2の絞り弁87よりもバイパス流路83の第3の絞り弁88の開口面積が広いからである。そして、バイパス流路83内のエアが第3の絞り弁88で所定エア量(40〜50[l/min])に絞られて、第2の流路82を通じてケース71に供給される。これにより、カバーガラス65と板状ワークWの間に水層を形成した後にエア層を形成する際に、ケース71内に大量のエアが流れ込んで、ケース71内の水滴が除去されると共に板状ワークWが乾燥される。
Further, when the air
図5を参照して、非接触厚み測定器による厚み測定について説明する。図5は、本実施の形態の非接触厚み測定器による厚み測定の説明図である。なお、図5Aはシリコンウエーハの厚みを測定する一例、図5Bはシリコンウエーハ上の樹脂層の厚みを測定する一例をそれぞれ示している。なお、非接触厚み測定器の測定対象はシリコンウエーハ及び樹脂層に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記したように、水とエアを切り替えて板状ワークを測定する際には、カバーガラスと保持テーブルとの間の設定距離も調整されている。 The thickness measurement by the non-contact thickness measuring device will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of thickness measurement by the non-contact thickness measuring device of the present embodiment. FIG. 5A shows an example of measuring the thickness of the silicon wafer, and FIG. 5B shows an example of measuring the thickness of the resin layer on the silicon wafer. The measurement target of the non-contact thickness measuring device is not limited to the silicon wafer and the resin layer, and can be changed as appropriate. Further, as described above, when measuring the plate-shaped work by switching between water and air, the set distance between the cover glass and the holding table is also adjusted.
図5Aに示すように、板状ワークWとしてのシリコンウエーハW1が保護テープTを介して保持テーブル20上で保持されている。シリコンウエーハW1と水の屈折率が大きく異なるため、切換部75によってエア供給源77からケース71が遮断されて水供給源76に接続される。これにより、ケース71内には水供給源76から水が供給され、カバーガラス65とシリコンウエーハW1の間に水層S1が形成される。この状態で、発光部62から測定光L0が出射されると、ハーフミラー63及びカバーガラス65を測定光L0が透過して、水層S1内を通って測定光L0がシリコンウエーハW1に照射される。
As shown in FIG. 5A, the silicon wafer W1 as the plate-shaped work W is held on the holding table 20 via the protective tape T. Since the refractive index of water is significantly different from that of the silicon wafer W1, the
シリコンウエーハW1の上面では測定光L0が第1の反射光L1として反射され、シリコンウエーハW1と保護テープTの界面では測定光L0が第2の反射光L2として反射される。第1、第2の反射光L1、L2は、再び水層S1を通ってカバーガラス65を透過し、ハーフミラー63によって受光部64に向けて反射される。受光部64では、第1、第2の反射光L1、L2の光路差(干渉差)からシリコンウエーハW1の厚みを測定する。なお、上記したように、シリコンウエーハW1の厚み測定では、研削ホイール46(図1参照)の低速回転時のように研削水の噴霧が少ない場合には、カバーガラス65とシリコンウエーハW1の間にエア層S2(図5B参照)を形成してもよい。
The measurement light L0 is reflected as the first reflected light L1 on the upper surface of the silicon wafer W1, and the measurement light L0 is reflected as the second reflected light L2 at the interface between the silicon wafer W1 and the protective tape T. The first and second reflected lights L1 and L2 pass through the water layer S1 again, pass through the
図5Bに示すように、板状ワークWとしての樹脂層W2付きのシリコンウエーハW1が、樹脂層W2を上方に向けた状態で保護テープTを介して保持テーブル20上に保持されている。樹脂層W2と水の屈折率が近いため、切換部75によって水供給源76からケース71が遮断されてエア供給源77に接続される。これにより、ケース71内にはエア供給源77からエアが供給され、カバーガラス65と樹脂層W2の間にエア層S2が形成される。この状態で、発光部62から測定光L0が出射されると、ハーフミラー63及びカバーガラス65を測定光L0が透過して、エア層S2内を通って測定光が樹脂層W2に照射される。
As shown in FIG. 5B, a silicon wafer W1 with a resin layer W2 as a plate-shaped work W is held on a holding table 20 via a protective tape T with the resin layer W2 facing upward. Since the refractive index of water is close to that of the resin layer W2, the switching
樹脂層W2の上面では測定光L0が第1の反射光L1として反射され、樹脂層W2とシリコンウエーハW1の界面では測定光L0が第2の反射光L2として反射される。第1、第2の反射光L1、L2は、再びエア層S2を通ってカバーガラス65を透過し、ハーフミラー63によって受光部64に向けて反射される。受光部64では、第1、第2の反射光L1、L2の光路差から樹脂層W2の厚みを測定する。このように、水層S1の代わりにエア層S2を形成することで、樹脂層W2とエアの屈折率が十分に離れているため、エア層S2と樹脂層W2の界面(樹脂層W2の上面)で測定光を適切に反射させることができる。
The measurement light L0 is reflected as the first reflected light L1 on the upper surface of the resin layer W2, and the measurement light L0 is reflected as the second reflected light L2 at the interface between the resin layer W2 and the silicon wafer W1. The first and second reflected lights L1 and L2 pass through the air layer S2 again through the
以上のように、本実施の形態の研削装置1によれば、非接触厚み測定器60のケース71には水又はエアが供給されて、カバーガラス65と板状ワークWの間に水層又はエア層が形成されている。非接触厚み測定器60からの測定光がカバーガラス65を透過し、水層又はエア層を通って板状ワークWに照射される。測定光の光路が水層又はエア層によって保護されているため、研削水の噴霧によって測定光が遮られることがない。このとき、ケース71に供給される流体が水又はエアに切り替え可能であるため、カバーガラス65と板状ワークWの間が研削加工条件に適した流体で満すことができる。例えば、板状ワークWの上面の屈折率が水に近い場合にはケース71にエアが供給され、板状ワークWの屈折率が水と十分に離れている場合にはケース71に水が供給される。また、噴霧の影響が少ない状況ではケース71にエアが供給され、噴霧の影響が大きな状況ではケース71に水が供給される。
As described above, according to the grinding apparatus 1 of the present embodiment, water or air is supplied to the
なお、本実施の形態では、板状ワークWの種類や研削ホイール46の回転速度等の研削加工条件に応じて流体を水とエアに切り替える構成にしたが、この構成に限定されない。他の条件に応じて流体を水とエアに切り替える構成にしてもよい。
In the present embodiment, the fluid is switched between water and air according to the grinding conditions such as the type of the plate-shaped work W and the rotation speed of the
また、本実施の形態では、板状ワークWの上面がシリコンの場合には水層が形成され、板状ワークWの上面が樹脂の場合にはエア層が形成される構成にしたが、この構成に限定されない。板状ワークWの上面の材質は特に限定されず、板状ワークWの上面の屈折率に応じて水とエアが切り替えられればよい。 Further, in the present embodiment, when the upper surface of the plate-shaped work W is made of silicon, an aqueous layer is formed, and when the upper surface of the plate-shaped work W is made of resin, an air layer is formed. It is not limited to the configuration. The material of the upper surface of the plate-shaped work W is not particularly limited, and water and air may be switched according to the refractive index of the upper surface of the plate-shaped work W.
また、本実施の形態では、非接触厚み測定器60が板状ワークWを乾燥させるエアノズルとして機能する構成にしたが、非接触厚み測定器60がエアノズルの機能を備えていなくてもよい。
Further, in the present embodiment, the non-contact
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。 Moreover, although the present embodiment and the modified example have been described, as another embodiment of the present invention, the above-described embodiment and the modified example may be combined in whole or in part.
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。 Further, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be variously modified, replaced, or modified without departing from the spirit of the technical idea of the present invention. Furthermore, if the technical idea of the present invention can be realized in another way by the advancement of technology or another technology derived from it, it may be carried out by using that method. Therefore, the scope of claims covers all embodiments that may be included within the scope of the technical idea of the present invention.
また、本実施の形態では、本発明を研削装置に適用した構成について説明したが、板状ワークの厚みを適切に測定可能な他の装置に適用することが可能である。 Further, in the present embodiment, the configuration in which the present invention is applied to the grinding apparatus has been described, but it is possible to apply the present invention to other apparatus capable of appropriately measuring the thickness of the plate-shaped work.
以上説明したように、本発明は、研削加工条件に応じて板状ワークの厚みを適切に測定することができるという効果を有し、特に、樹脂層付きのシリコンウエーハの研削に使用される研削装置に有用である。 As described above, the present invention has an effect that the thickness of the plate-shaped workpiece can be appropriately measured according to the grinding processing conditions, and in particular, grinding used for grinding a silicon wafer with a resin layer. Useful for equipment.
1 研削装置
20 保持テーブル
40 研削手段
47 研削砥石
60 非接触厚み測定器
62 発光部
64 受光部
65 カバーガラス
70 測定光保護部
71 ケース
73 開口
75 切換部
L0 測定光
L1 第1の反射光
L2 第2の反射光
S1 水層
S2 エア層
W 板状ワーク
W1 シリコンウエーハ(板状ワーク)
W2 樹脂層(板状ワーク)
1 Grinding
W2 resin layer (plate-shaped work)
Claims (1)
該非接触厚み測定器は、該測定光と該第1の反射光と該第2の反射光とを透過するカバーガラスと、該カバーガラスと該保持テーブルが保持する板状ワークとの間に形成する測定光保護部、とを備え、
該測定光保護部は、該保持テーブルが保持した板状ワークと該カバーガラスとの間を流体で満たす開口を有するケースと、該ケースに供給する流体を水とエアとに切り換え可能な切換部とを備え、
該一層で形成された板状ワークの場合は、該板状ワークの上面と該カバーガラスの下面との間を水で満たし水層を形成させ、板状ワークの厚みを測定しながら研削し、
該二層で形成された板状ワークの場合は、該板状ワークの上面と該カバーガラスの下面との間をエアで満たしエア層を形成させ、該上層の厚みを測定しながら研削する研削装置。 A holding table that holds a plate-shaped work consisting of one layer or two layers, an upper layer and a lower layer, a grinding means that grinds the plate-shaped work held by the holding table with a grinding wheel, and a plate-shaped work that is ground by the grinding means. The first reflected light that is irradiated with the measurement light and reflected on the upper surface of the plate-shaped work and the second reflected light that the measurement light that has passed through the upper surface is reflected at the lower surface of the one layer or the interface between the upper layer and the lower layer. a grinding apparatus and a non-contact thickness gauge for measuring the thickness or the upper layer of the thickness of the plate-shaped workpiece from the optical path difference between the light receiving to the first reflected light and the second reflected light,
The non-contact thickness measuring device is formed between a cover glass that transmits the measurement light, the first reflected light, and the second reflected light, and a plate-shaped work held by the cover glass and the holding table. Equipped with a measuring light protection unit, and
The measurement light protection unit is a case having an opening filled with a fluid between the plate-shaped work held by the holding table and the cover glass, and a switching unit capable of switching the fluid supplied to the case between water and air. With and
In the case of a plate-shaped work formed of the single layer, the space between the upper surface of the plate-shaped work and the lower surface of the cover glass is filled with water to form an aqueous layer, and the plate-shaped work is ground while measuring the thickness.
In the case of a plate-shaped work formed of the two layers, the space between the upper surface of the plate-shaped work and the lower surface of the cover glass is filled with air to form an air layer, and grinding is performed while measuring the thickness of the upper layer. apparatus.
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